STL与泛型编程学习笔记(三)

算法

头文件<algorithm>

(STL算法部分主要由头文件,,组成。要使用STL中的算法函数必须包含头文件,对于数值算法须包含,中则定义了一些模板类,用来声明函数对象)

非变易算法

是一系列模板函数,是不改变对象内容

for_each

在区间[_First, _Last)上对每一个元素应用_Func函数。

find

区间[_First, _Last)中出找第一个与_Val的值相同的元素,返回这个元素的迭代器。否则返回_Last。

find_if

在区间[_First, _Last)内,找出能让_Pred(*it)返回true的值,返回这个迭代器。否则返回_Last。

(“#includestd::greater()(_1st, _2nd)”它是仿函数,相当用“_1st> _2nd”。)

adjacent_find

它有两个重载

(1)adjacent_find (1)

找出第一对相邻而且相同的元素,返回它们第一元素的迭代器。否则返回_Last。

(关系:“*it == *(it+1)”)(第一个重载称为默认的)

(1)adjacent_find (2)

找出第一对相邻的元素,并能使_Pred( *it, *(it+1) )为true的,返回它们第一个元素的代器。否则返回_Last。

find_first_of

(1)find_first_of (1)

在区间1中找出第一个在区间2也存在的元素it,返回it的迭代器。否则返回_Last1。

(1)find_frist_of (2)

在区间1中找出第一个与区间2中的任何一个匹配后,能让_Pred()返回true的元素,返回它的迭代器。否则返回_Last1。

cout

计算在区间[_First1, _Last1]和_Val的值相等的元素的个数,并返回个数。

cout_if

计算在区间中能让_Pred返回true的元素的个数,并返回个数。

mismatch

(1)mismatch (1)

将区间1和区间2头对齐后,找出第一个位置相同,但值不同的两个元素的对迭代器,以类pair<_InIt1, _InIt2>形式返回。否则返回_Last。

(注意! 返回_Last时,两个区间元素个数不同的话,因为_Last所指向的是最后一个值之后,那么返回的将是最短的区间的_Last和别一个对应位置的迭代器)

(1)mismatch (2)

同样的可以用其它函数指针或者仿函数,找出第一对同位置的能让_Pred返回true的元素it,并返回it的迭代器。否则返回_Last。

equal

(1)equal (1)


如果区间1和区间2中相等,那么返回true,否则返回false。

(1)equal (2)

如果区间1和区间2中同位置的每一对元素,都能让_Pred返回true,那么返回true,否则返回false。

search

(1)查找区间1中有子集与区间人相同(是否包含区间2),如果有返回该子集的开始迭代器,否则返回_Last。

(1)查找区间1中是否有子区间与区间2大小相同,并满足_Pred的判断条件,返回该子集的开始迭代器,否则返回_Last。

变易算法(改变容器中对象元素的操作)

copy

(1)copy

将区间[_First, _Last)中的元,素从_First开始一个一个地拷贝至目的迭代器_Dest。

拷贝对象前注意要预留空间:

copy可以实现,将容器中的对象左移:

(1)copy_backward

与copy算法相反,它是从后面(_Last – 1)开始拷贝到目的迭代器_Dest。

所以它可以实现将容器中的元素右移。

(1)copy_n

指定拷贝个数_Count。

(1)copy_if

将区间内能让_Pred返回true的元素,拷贝到目的迭代器_Dest。

swap

(1)swap

swap(a, b)交换a和b的元素。

(1)swap

将区间[_First, _Last)中的元素与目的迭代器_Dest,一一对应交换。

(当然,区间[_First, _Last)一定不能比_Dest指向的容器区间大)

transform(变换)

(1)transform

将区间[_First, _Last)中的每一个元素放入_Func,然后将_Func的执行结果放入_Dest指定的区间。

(1)transform

将区间[_First, _Last)中的每个元素it1,和与_Dest指定区间中一一对应的元素it2,放入_Func((*it1), (*it2)),然后将_Func的执行结果放入_Dest指定的区间。

replace(替换)

(1)replace

在区间[_First, _Last)中的找出_Oldal(旧值),并且将其替换为_Newval(新值)。

(1)repace_if

在区间[_First, _Last)中的找出符合判断条件_Pred的元素,替换为_Newval。

(1)replace_copy

与replace相似,不同的是replace_copy在所有替换完成之后,会把区间[_First, _Last)copy到_Dest。

(1)relace_if_copy

将区间[_First, _Last)中所有符合条件_Pred的元素替换为_Val并拷贝至_Dest。

fill(填充)

将区间[_First, _Last)填充为_Val。

(当新建一个容器时,可以用fill快速高效填充)

generate(生成)

调用_Func的结果赋值给区间[_First,

_Last)中的每个元素,但_Func不只是调用一次,而是为每个元素都调用一次。

例子:

std::vectorv(5);

std::fill(

v.begin(), v.end(), rand ); //产生5个随机娄依次赋值给v中的元素

remove(移除)

(1)remove

将区间[_First, _Last)中所有等于_Val的元素移除,移除后它会返回一个新的结束迭代器_Last2

例子:

(2)remove_if

remove_if是在remove的基础上改用_Pred为判断条件。

(3)remove_copy

从区间[_First, _Last)中移除等于_Val的值后,再copy到_Dest

unique(唯一的)

把区间[_First, _Last)中重复且相邻的元素去掉(仅保留一份),返回一个新的迭代器_Last2

测试:它只会删除相邻且相同的多余的元素,所谓的删除只是把数据左移,将要删除的数据覆盖。所以它会返回_Last2,表示新的结尾。

reverse(颠倒)

将顺序颠倒

rotate(旋转)

将[_First, _Mid)与[_Mid, _Last]交换

图示:

random_shuffle(任意放置)

若区间有元素N个,那么算法会N!种排列,而从中选择一个

默认是调用rand函数作为随机函数,也可使用自定义的函数

partition(分割)

将区间[_First, _Last)的每个元素调用_Pred,能让_Pred返回true的元素放在前面[_First, _Mid),否则放在后面[_Mide, _Last),并且会返回后面部分的第一个迭代器_Mid

测试:partition算法,在发现一个让_Pred返回false的元素时,它会从后面查找让_Pred返回true的元素交换。

三、排序(sorting)

sort

用less函数对区间中的元素排序,就是从小到大排序

注意需要重载operator<

partial_sort

把区间[_First, _Last)用less排序,再把[_Mid, _Last)变成乱序,结果是只有[_First,

_Mid)按less排序的

binary_search

在已经排好序的区间[_First, _Last)中查找等于_Val的元素

merge

将都排好序的两个区间合并到_Dest,返回合并后的_Last

关于集合算法

includes

判断区间1是否完全包含区间2,前提是两个区间都已经排好序的

第1个例子,区间1中只有一个13,所以不是能完全包含其中。返回true或false。

set相关算法:

set_union:

用于合并,语法:std::set_union(_First1,_Last1,_First2,_Last2,_Dest,排序行为)

set_intersection:

将两部分相同的内容放到目标位置,语法跟上个算法一样

set_difference:

在第一部分中找出跟第二部分内容重复的去除,将第一部分剩下的放到目标位置里。语法一样。

基于堆的算法(Heap operations)

make_heap

将区间变成一个堆,堆的结构采用大根堆max_heap,维持平衡二叉树

(大根堆,根都比子叶要大。相对的是小根堆,根比子叶要小)

push_heap

向堆中添加一个元素,使用方法是在已经用采用max_heap结构的区间[_First, _Last-1)之后添加一个元素*(_Last-1),

pop_heap

把区间[_First, _Last)中的元素从大到小排序,原理:不断将区间[_First, _Last)中max_heap的根顶元素弹出来,放到区间最后面

四、泛型数值算法

accumulate(积累)

inner_product

partial_sum(局部和)

aduacent_difference(相邻元素差)


accumulate(积累)

(1)

对区间[_First, _Last)中的元素进行累加,_Val为初始值

(2)

用_Func代替加法动作,例如用内置的乘算法实现阶乘:

inner_product

(1)

对区间[_First, _Last)中的元素,在_First2指向的位置和对应的元素相乘,然后各项乘积相加。

(2)

_Func2代替第一个运算动作,_Func1代替第二个运算动作

partial_sum(局部和)

(1)

_Dest是目标位置:


红色箭头是加法运算方向,灰色是运算结果,

算法的结果是,得出一个新序列,其中每个元素值代表指定范围内该位置前所有元素之和

(2)

重载版本使用自定义操作代替加法

adjacent_difference(邻元素差)

(1)


创建一个新序列,新序列中每个新值代表当前元素与上一个元素的差

(2)

重载版本用指定二元操作计算_Func代替相邻元素的差运算

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